JP3384304B2 - 電子部品姿勢認識装置 - Google Patents
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Description
着する電子部品装着装置に付随して使用され、吸着ヘッ
ドに吸着保持された電子部品の状態ならびに回転角度と
位置を認識するための電子部品姿勢認識装置に関するも
のである。
品装着装置の構成を図31を用いて説明する。
53は吸着搬送部、54は基板位置決め部、55は供給
側基板搬送部、56は排出側基板搬送部である。基板位
置決め部54はX−Yテーブルを主体に構成されるもの
であり供給側基板搬送部55から基板57を受け取り、
この基板57の電子部品取り付け箇所を作業地点に順次
位置決めする。所要の電子部品を全て装着した後、基板
位置決め部54は排出側基板搬送部56に基板57を引
き渡す。電子部品供給部52は直線移動する可動支持台
の上に複数個の電子部品供給ユニット58を並べたもの
である。吸着搬送部53は、ロータリーインデックステ
ーブル59の周縁部に吸着ノズル2を5本有する装着ヘ
ッド5を等間隔に配置したものであり、上記ロータリー
インデックステーブル59の回転に伴い吸着ノズル2は
作業ステーションを順次周回する。部品吸着ステーショ
ン60と部品装着ステーション64でロータリーインデ
ックステーブル59の一番外側に位置する吸着ノズル2
は降下し、電子部品供給ユニット58からの電子部品取
り上げと基板57に対する電子部品装着を行う。
ーション64の間の作業ステーションには電子部品を吸
着した吸着ノズル2を所定の装着角度に回転するための
装着角度選択ステーション61と、吸着ノズル2に対す
る電子部品の回転角度と位置を認識する電子部品姿勢認
識装置を組み込んだ部品認識ステーション62と、この
電子部品姿勢認識装置の認識結果に基づき吸着ノズル2
が角度補正機構(図示せず)によりθ方向に回転され電
子部品の回転角度のずれを補正する角度補正ステーショ
ン63が配置されている。
の位置ずれの補正は、認識結果に基づき部品吸着ステー
ション64にて基板位置決め部54の基板57の位置決
め位置を補正することにより行われる。
れる電子部品姿勢認識装置の構成を図32、図33に示
す。
品、1Bは大型電子部品、2はこの電子部品1A、1B
を吸着保持する吸着ノズル、5は複数の吸着ノズル2を
有する装着ヘッド、3は吸着ノズル2に取り付けられた
赤色あるいは白色の散乱体、20は小視野用画像取り込
みカメラ、21は大視野用画像取り込みカメラ、10は
小型電子部品1Aを吸着保持した吸着ノズル2に取り付
けられた上記散乱体3に光ファイバ9からの光線を照射
するレンズユニット、65は上記大型電子部品1Bの下
面に光線を照射する赤色発光ダイオード、66は上記散
乱体3を含む大型電子部品1Bの背景を覆うことにより
大型の電子部品1B以外の反射光像が上記大視野用画像
取り込みカメラ21に取り込まれることを防止する無反
射シャッタ部材である。図32に示すように吸着ノズル
2に小型電子部品1Aが吸着されている場合には、レン
ズユニット10からの照射光が散乱体3で散乱し、小型
電子部品1Aで遮光された陰影像を小視野用画像取り込
みカメラ20にて取り込み、画像処理を行うことにより
前記電子部品1Aの外形が認識される。
リード27を側面に有する大型電子部品1Bが吸着され
ている場合は、上記吸着ノズル2を両側から挟むように
無反射シャッタ部材66を閉じて大型電子部品1Bの背
景を閉ざす。そして赤色発光ダイオード65からの照射
光による大型電子部品1Bの下面の反射光像をミラー3
6、プリズム37、ミラー47を介して大視野用画像取
り込みカメラ21にて取り込み画像処理を行うことによ
り大型電子部品1Bのリード27を認識する。
小電子部品の場合も反射光像により部品の外形を認識で
き、以上の方法により小型から大型に至るまでの電子部
品のリードまたは外形を認識し、その結果に基づき電子
部品装着位置の補正、不良電子部品の判定等に利用する
ようにしていたものであった。
の構成においては、図33に示すように吸着ノズル2に
て吸着保持されたリード27を側面に持つ大型電子部品
1Bの上方に他の吸着ノズル2A、2Bに取り付けられ
た赤色あるいは白色の散乱体3A、3Bが存在するた
め、大型電子部品1Bの下面に向けて照射された光線が
散乱体3A、3Bにて散乱ならびに反射され、図34
(上記反射光にて形成される反射光像の輝度分布を表
す)に示すように大型電子部品1Bのリード27の外形
と散乱体3A、3Bとの輝度のしきい値が取れず、リー
ド27の外形認識ができないという課題があり、その解
決策として無反射シャッタ部材66を用いた開閉式のシ
ャッター機構を設けて上記大型電子部品1Bを吸着保持
した吸着ノズル2を所定の方向より挟むように無反射シ
ャッタ部材66を閉じて大型電子部品1Bの背景を覆う
ことにより大型電子部品1Bの下面に照射された光線が
前記リード27のみで反射され、その結果上記リード2
7とその背景との輝度のしきい値を取ることができるよ
うにしているものであったが、上記シャッター機構は大
型電子部品1Bを吸着保持した吸着ノズル2の位置決め
が完了後から大型電子部品1Bの撮像開始までのタイミ
ングと、大型電子部品1Bの撮像完了後から吸着ノズル
2の移動開始までのタイミングの間に無反射シャッタ部
材66を開閉する時間を必要とするため、大型電子部品
1Bの高速装着の実現が困難であるという課題を有した
ものであった。
簡単な構成で小型から大型の電子部品まで短時間で認識
し、高速で高精度の電子部品装着を可能にする電子部品
姿勢認識装置およびこれを用いた電子部品装着装置を提
供することを目的とするものである。
に本発明の電子部品姿勢認識装置は、吸着ノズルの吸着
部を除く部分に取り付けられた光を反射あるいは散乱さ
せる橙色の散乱体と、吸着ノズルに保持された電子部品
に向けて青色光線を照射する第2の光源と、電子部品を
保持した吸着ノズルに取り付けられた橙色の散乱体に向
けて光線を照射する第1の光源と、上記第1の光源と第
2の光源を切り換える制御部と、上記吸着ノズルに保持
された電子部品ならびにその保持状態を検査する電子部
品認識機構とを有し、上記第2の光源を使用する場合に
は電子部品に照射された光線の反射光像を撮像し、また
第1の光源を使用する場合には上記橙色の散乱体に照射
された光線の散乱体を背景光とした電子部品の陰影像を
撮像してそれぞれ上記吸着ノズルに保持された電子部品
ならびにその保持状態を検査する電子部品姿勢認識装置
において、上記第2の光源から電子部品までの照射距離
よりも、電子部品までの照射距離が長くなる位置に、電
子部品に対して下方から青色の光線を照射する第3の光
源を設けたものである。
の姿勢認識とそれを用いた電子部品の装着を達成した。
は、電子部品を吸着保持する吸着ノズルの吸着部を除く
部分に取り付けられた光を反射あるいは散乱させる橙色
の散乱体と、上記吸着ノズルに吸着保持された電子部品
の背景となる上記散乱体に向けて光線を照射する第1の
光源と、吸着ノズルに吸着保持された電子部品に向けて
青色光線を照射する第2の光源と、上記第1の光源と第
2の光源をそれぞれ単独で操作して切り換える制御部
と、上記吸着ノズルに吸着保持された電子部品ならびに
その保持状態を検査する電子部品認識機構とを有し、上
記第1の光源を使用する場合には上記散乱体に照射され
た光線の散乱光を背景光とした陰影像を使用し、また第
2の光源を使用する場合には電子部品に照射された光線
の反射光像により、それぞれ上記吸着ノズルに吸着保持
された電子部品ならびにその保持状態を検査する電子部
品姿勢認識装置において、上記第2の光源から電子部品
までの照射距離よりも、電子部品までの照射距離が長く
なる位置に、電子部品に対して下方から青色の光線を照
射する第3の光源を設けたもので、大型電子部品の背景
を覆うシャッター機構を持たなくても上記青色光線を上
記橙色の散乱体にて吸収することによりそこでの散乱な
らびに反射が小さくできるため、大型電子部品のリード
をより高速に認識できるという作用を有する。さらに、
第2の光源から電子部品までの照射距離よりも、電子部
品までの照射距離が長くなる位置に、電子部品に対して
下方から青色の光線を照射する第3の光源を設けること
により、電子部品の下面の凹凸が大きい場合でもその下
面の凹部分に青色光線を照射できる作用を有する。
構をカメラで構成するとともに、第3の光源をカメラの
視野角外に配置した請求項1記載の電子部品姿勢認識装
置としたもので、第3の光源からカメラに向かう不要な
入射光線を防止することができる。
用画像取り込みカメラと大視野用画像取り込みカメラで
構成するとともに、第3の光源を電子部品から小視野用
画像取り込みカメラまでの光線経路の一部に設けた請求
項2記載の電子部品姿勢認識装置としたもので、第3の
光源からカメラに向かう不要な入射光線を防止するとと
もに電子部品姿勢認識装置を小型化することができる。
着ノズルに保持された電子部品の下方に配置された複数
の発光素子と、この複数の発光素子と電子部品の間に傾
斜して配置されたハーフミラーと、このハーフミラーと
複数の発光素子の間に配置された拡散板により構成され
た請求項1記載の電子部品姿勢認識装置としたもので、
電子部品の真下より青色光線を照射できるため電子部品
の下面の凹凸が大きい場合でもその下面の凹部分に青色
光線をより効率良く照射できる作用を有する。
ーフミラーの下面側に沿って設けられた複数の階段上に
配置された複数の発光素子により構成された請求項4記
載の電子部品姿勢認識装置としたもので、拡散板により
上記複数の発光素子が照射する青色光線を高効率に拡散
することができ電子部品の下面に青色光線を均一に照射
できる作用を有する。
数の階段上にそれぞれ配置された光源群毎に、吸着ノズ
ルに吸着保持された電子部品と上記光源群との距離に比
例した値の電流を供給する調整部を設けた請求項5記載
の電子部品姿勢認識装置としたもので、拡散板を通過し
て電子部品に到達する上記複数の光源群が照射する青色
光線の光線照度をより均一にすることができる作用を有
する。
源の切換え状態に関連して第3の光源を切り換える切り
換え部を設けた請求項1〜6のいずれか一つに記載の電
子部品姿勢認識装置としたもので、部品の形態に合わせ
た認識用光源を選択することができ部品認識率を向上さ
せる作用を有する。
置について図面を用いて説明する。
品姿勢認識装置を搭載した電子部品装着装置の基本的な
構成は、前述の図31を用いて説明した従来の電子部品
装着装置と同様であるため詳細な説明は省略し、異なる
部分である本発明の実施の形態1の電子部品姿勢認識装
置について図1、図2に基づき説明する。
部品1を吸着保持する吸着ノズル、3はこの吸着ノズル
2の上方に取り付けられた散乱体であり、その下面は図
2に示すように青色光線に対して低反射率の特性を有し
ている橙色の物質4にて形成されている。5は上記吸着
ノズル2を5本有した装着ヘッドであり、その下面の周
縁部に吸着ノズル2が均等に割付け配置されている。
るハロゲン光源、8はこのハロゲン光源が発する光線を
射出する光線照射口、9は上記光線の減衰を抑えて上記
散乱体3の下方に配置されたレンズユニット10まで伝
送する光ファイバ、10は上記光線を集光して散乱体3
に照射するレンズユニット、11は上記ハロゲン光源7
の光線照射口8とハロゲンランプ6との間に位置し、ソ
レノイド12とこれに取り付けられた遮光板13で構成
される遮光機構であり、外部装置からの入力信号がオン
状態の場合は上記ソレノイド12を駆動してハロゲンラ
ンプ6が発する光線を遮光し、オフ状態の場合はソレノ
イド12を駆動せずにハロゲンランプ6が発する光線を
照射するように構成されている。
信号を出力する出力部A、15は電子部品1の下面に向
けて青色光線を照射する第2の光源である青色発光ダイ
オード、16はこの青色発光ダイオード15に供給する
電圧信号をオン状態又はオフ状態とすることにより青色
光線の照射状態と消灯状態とを切り換える電圧信号を出
力する出力部B、17は後述のCPUからの命令により
出力部A14及び出力部B16が出力する電圧信号のオ
ン状態又はオフ状態を切り換える制御を行うシーケン
サ、18は吸着された電子部品1の種類により光源とカ
メラの選択命令をシーケンサ17ならびに認識部制御回
路(図示せず)に向けて出すCPU、19は電子部品1
の陰影像又は反射光像を取り込み反射伝送する鏡筒、2
0、21はこの鏡筒19にて反射伝送された陰影像又は
反射光像を取り込む画像取り込みカメラであり20は小
視野用画像取り込みカメラ、21は大視野用画像取り込
みカメラである。
認識方法を具体的に説明する。まず図3、図4、図5に
基づき陰影像を利用した小型電子部品1Aの外形認識方
法を説明する。
部品1Aを吸着保持している場合は、CPU18からの
命令に従い認識部制御回路(図示せず)にて小視野用画
像取り込みカメラ20を選択し、シーケンサ17にて出
力部A14が出力する電圧信号をオフ状態、出力部B1
6が出力する電圧信号をオフ状態とすることで青色発光
ダイオード15を消灯し、遮光機構11を駆動せずに光
線照射口8を開いた状態としてハロゲンランプ6が発す
る光線を光ファイバ9にて伝送し、この光ファイバ9の
終端に取り付けられたレンズユニット10で前記光線を
集光して散乱体3に向けて照射する。
と、図4に示すようにハロゲンランプ6が発する光線波
長22に対する散乱体の下面に取り付けられた橙色の物
質4の反射率23は従来技術において散乱体に使用され
ている赤色の物質の反射率24と比較して約1.3倍以
上の輝度の光を散乱する特性を有している。
散乱された光を背景として吸着ノズル2に吸着保持され
た小型電子部品1Aの陰(陰影像25)となる部分の輝
度は低く、上記散乱体3は輝度が高くなるために前者と
後者の輝度のしきい値がとれる。上記陰影像25を鏡筒
19にて反射伝送して小視野用画像取り込みカメラ20
にて取り込み、2値化処理を行うことにより小型電子部
品1Aの外形を認識することができる。
を利用した側面にリードを有する大型電子部品1Bのリ
ード外形認識方法について説明する。
部品1Bを吸着保持している場合はCPU18からの命
令に従い認識部制御回路(図示せず)にて大視野用画像
取り込みカメラ21を選択し、シーケンサ17が出力部
A14の出力する電圧信号をオン状態、出力部B16の
出力する電圧信号をオン状態とすることで大型電子部品
1Bに向けて青色光線を照射する青色発光ダイオード1
5群を点灯し、遮光機構11を駆動し光線照射口8を閉
じてハロゲンランプ6が散乱体3に向けて発する光線を
遮断する。
すると散乱体3の下面に取り付けられた橙色の物質4は
上記青色発光ダイオード15が発する青色光線を受ける
が、図7に示すように青色光線波長26と橙色の物質4
が反射できる光線波長22において殆ど一致する波長帯
が存在しない、すなわち上記青色光線波長を散乱ならび
に反射する特性を殆ど有していない。
吸着保持された大型電子部品1Bのリード27の上方に
吸着ノズル2の両隣に配置された吸着ノズル2A、2B
に取り付けられた散乱体3A、3Bが存在するが、それ
らに向けて照射された青色光線が散乱体3A、3Bでは
散乱ならびに反射されずそこでの輝度は低くなり、リー
ド27のはんだメッキにて最も強く反射されてここでの
輝度が高くなるために前者と後者の輝度しきい値がとれ
る(但し、散乱体3A、3Bを含む全ての散乱体の下面
に橙色の物質4が取り付けられているものとする。)。
られる反射光像を鏡筒19にて反射伝送して大視野用画
像取り込みカメラ21にて取り込み、128階調の濃淡
処理を行うことにより大型電子部品1Bの側面のリード
27の外形を認識することができる。
あるPLCCなども同様にして外形を認識できる。
なく下面を多角形、楕円等でも実現でき、また散乱体固
定部と散乱体下面との間が本実施の形態1ではくびれて
いるが図9に示すようにくびれていない散乱体3Dにお
いても実現できる。
だけではなく青色発光ダイオード15が発する光線に対
して低反射率であるレモンイエロー、橙黄の色等でも良
く、その材料で構成または表面処理を施すことによって
同様に実現できるものである。
トル半値幅がより小さい青色発光ダイオード15にて構
成すれば散乱体3での青色光線の反射をより低減でき
る。
ロゲン光源7に加える電圧を調整する機能を持たせ、同
様に出力部B16に第2の光源である青色発光ダイオー
ド15に加える電圧を調整する機能を持たせてもよい。
このような構成とすることにより、ハロゲン光源7また
は青色発光ダイオード15の照度を調整して、電子部品
の形状・種類に応じて最適な陰影像または反射光像を得
ることができる。
する。
態1における第2の光源である青色発光ダイオード15
の配置形態、特性について詳述するものであり、それ以
外は実施の形態1と同じであるために、異なる部分のみ
を図10、図11を用いて説明し、それ以外の部分につ
いての説明は省略する。
イオード15の配置形態を示す平面図と一部切欠側面図
であり、同図において、28は上方に広がるように45
度の角度を設けた4つの回路基板、15は、青色発光ダ
イオードであり、この回路基板28の上面に第1段目に
7個、第2段目に6個搭載して且つ第1段目の隣接する
青色発光ダイオード15の中央下方に第2段目の青色発
光ダイオード15をそれぞれ配置され固定して取り付け
られている。
ード15から電子部品1の下面に向けて照射される青色
光線の特性を光線照射領域とその照度分布を示す図11
を用いて説明する(但し、この特性は電子部品1の下面
と青色発光ダイオード15との間を所定距離に設定した
条件におけるものである。)。
青色発光ダイオードより照射される光線束の輝度が等し
い点を結んだ照度等高線、31が光線束の照度が均等に
なっている部分を指す照度均等領域であり、カメラ視野
29の中央に位置する四角形の照度均等領域31が最も
照度が高く、カメラ視野29の端に近づくに従い、その
照度が低くなることを示している。
ズル2に吸着保持された電子部品1が収まれば、その下
面に青色光線が均等に照射され、安定した電子部品1の
反射光像を得ることができる。
らず、青色発光ダイオード15の数、段の数、配置方法
は光源取り付けスペースならびに必要照度に合わせて種
々の形態を取ることができる。さらに面発光体を使用し
ても同様の特性を得ることができる。
する。
態1における第2の光源である青色発光ダイオード15
の配置形態、特性について詳述するものであり、それ以
外は実施の形態1と同じであるために、異なる部分のみ
を図12、図13を用いて説明し、それ以外の部分につ
いての説明は省略する。
イオード15の配置形態を示す平面図と一部切欠側面図
であり、同図において、32は所定の角度の斜面を有し
た逆円錐をリング状に形成した発光素子固定台、15は
青色発光ダイオードであり、この発光素子固定台32の
内周面の上方より下方に向けて配置した第1段目〜第3
段目にそれぞれ16個搭載して且つ所定の段の隣接する
青色発光ダイオード15の中央下方にその下段の青色発
光ダイオード15をそれぞれ配置して取り付けられてい
る。
ード15から電子部品1の下面に向けて照射される青色
光線の特性を光線照射領域とその照度分布を示す図13
を用いて説明する(但し、この特性は電子部品1の下面
と青色発光ダイオード15との間を所定距離に設定した
条件におけるものである。)。
照度等高線、31は照度均等領域であり、カメラ視野2
9の中央に位置する円形の照度均等領域31が最も照度
が高く、カメラ視野29の端に近づくに従い、その照度
が低くなることを示している。
ズル2に吸着保持された電子部品1が収まれば、その下
面に青色光線が均等に照射され、安定した反射光像を得
ることができる。さらにこの形態を使用すれば照度均等
領域31が円形であるため吸着保持された電子部品の回
転角度にかかわらずに青色光線が均等に照射できる特性
を有している。
らず、青色発光ダイオード15の数、段の数、配置方法
は光源取り付けスペースならびに必要照度に合わせて種
々の形態を取ることができる。
する。
態1における青色発光ダイオード15にて形成された第
2の光源から電子部品1までの照射距離よりも、電子部
品1までの照射距離が長くなる位置に、電子部品に対し
て下方から青色光線を照射する青色発光ダイオード15
にて形成された第3の光源を設けた点が上記実施の形態
1と異なり、それ以外は実施の形態1の電子部品姿勢認
識装置の構成と同じであるために、異なる部分のみを図
14〜図17を用いて説明し、それ以外の部分について
の説明は省略する。
は防塵用カバーガラス、34は実施の形態1における青
色発光ダイオード15で形成される図10あるいは図1
2に示す形態の第2の光源、35は青色発光ダイオード
15で形成される図10あるいは図12に示す形態で且
つ第2の光源より下方に取り付けられた第3の光源であ
り、第3の光源35が照射する光線は第2の光源34よ
り照射角度が大きく、且つ第2の光源に遮られない位置
に配置されている。更に第3の光源35は撮像用カメラ
の視野外に配置されているものとする。36はミラー、
37は入射光を所定の割合で直進光と上方垂直光に分け
る作用を有するプリズム、20は小視野用画像取り込み
カメラ、19は画像取り込み口から小視野カメラまで光
線伝送する鏡筒を示す(なお、第2の光源34、第3の
光源35の固定方法については図示を省略する。)。
子部品1Aが吸着保持されている場合には、第2の光源
34における青色発光ダイオード15からの青色光線3
8Aによる小型電子部品1Aの下面の反射光像を防塵用
カバーガラス33、ミラー36、プリズム37を介して
小視野用画像取り込みカメラ20にて取り込み画像処理
を行うことにより小型電子部品1Aの外形を認識する。
上記小型電子部品1Aがコンデンサ部品のように外形部
分が丸みを帯び且つ、その下面の凹凸が青色光線38A
の波長より大きい場合、図15(上記反射光にて形成さ
れる反射光像の輝度分布を表す)が示すように小型電子
部品1Aの電極外形近傍のみ輝度が高くなる特性を有し
ている。
ように外形部分が平らで且つ、その電極下面部だけにお
いて、凹凸が青色光線38Aの波長より大きい場合、図
16(上記反射光にて形成される反射光像の輝度分布を
表す)が示すように小型電子部品1Aの電極39下面部
での輝度がやや低くなり、電極39を除いた下面部では
輝度が最も高くなる特性を有している。
をオン状態とすることで図14に示すように第2の光源
34と第3の光源35を同時に点灯して小型電子部品1
Aに青色光線38Aと青色光線38Bを同時に照射する
ことで第2の光源34の光線の照射だけでは小型電子部
品1Aの下面の輝度レベルが低くなる部分に第3の光源
35の光線を照射して、この下面にて反射される光線量
を増加させることで図17(上記反射光にて形成される
反射光像の輝度分布を表す)が示すようにコンデンサ部
品、抵抗部品にかかわらず小型電子部品1Aを除いた背
景40では輝度が低くなり、小型電子部品1Aの下面全
体にて最も強く反射されて、ここでの輝度が最も高くな
るために前者と後者の輝度しきい値がとれる。なお、言
うまでもないが本実施の形態4においても吸着ノズル2
に大型部品が吸着保持されている場合は実施の形態1と
同様の作用、効果を得ることができる。
にて反射されて得られる反射光像を鏡筒19にて反射伝
送して小視野用画像取り込みカメラ20にて取り込み、
128階調の濃淡処理を行うことにより小型電子部品1
Aの外形を認識することができる。
する。
態4における青色発光ダイオード15にて形成された第
3の光源を設けた位置が異なり、それ以外は実施の形態
4の電子部品姿勢認識装置の構成と同じであるために、
異なる部分のみを図18〜図21を用いて説明し、それ
以外の部分についての説明は省略する。
品、33は防塵用カバーガラス、34は第2の光源、3
6はミラー、37はプリズム、20は小視野用画像取り
込みカメラ、21は大視野用画像取り込みカメラ、図1
9の35Bはミラー36とプリズム37の間に、図18
の35Aはプリズム37と小視野用画像取り込みカメラ
20の間に且つ、小視野用画像取り込みカメラ20、大
視野用画像取り込みカメラ21の視野外にそれぞれ配置
されている第3の光源である。
に小型電子部品1Aが吸着されている場合には、第2の
光源34が小型電子部品1Aの下面に青色光線38Aを
照射するとともに第3の光源35A、35Bが小型電子
部品1Aの下面に向けてプリズム37、ミラー36を介
して青色光線38C、38Dを照射できる。上記のよう
にすることにより実施の形態4と同様の作用、効果を得
ることができる。
1Aの背景40では輝度が低くなり、小型電子部品1A
の下面全体にて最も強く反射されてここでの輝度が高く
なるために前者と後者の輝度しきい値がとれる。
態を図20、図21を用いて説明する。図20、図21
において青色発光ダイオード15は、回路基板28に第
1列の光源41、第2列の光源42を垂直に固定して、
その外内周を外壁43、内壁44にて囲った形態であ
り、その内壁44の内側がカメラ視野29となる。
いて第1列の光源41がない形態もある。
する。
態4、5における青色発光ダイオード15にて形成され
た第3の光源を設けた位置が異なり、それ以外は実施の
形態4、5の電子部品姿勢認識装置の構成と同じである
ために、異なる部分のみを図22〜図25を用いて説明
し、それ以外の部分についての説明は省略する。
ドを有する大型電子部品、33は防塵用カバーガラス、
34は第2の光源(図示はしないが図18および図19
と同じ位置にある)、47はミラー、37はプリズム、
20は小視野用画像取り込みカメラ、21は大視野用画
像取り込みカメラ、35Cはハーフミラー45の下方に
配置されている第3の光源、46A、46Bはハーフミ
ラー45と第3の光源35Cとの間に、図22において
はハーフミラー45と平行に、図23においては第3の
光源35Cと平行にそれぞれ配置された拡散板である。
いて説明する。図24において28は回路基板、15は
回路基板28上に碁盤の目状に配列して上方に向け光線
を照射できるように固定された青色発光ダイオードであ
る。
に大型電子部品1Cが吸着されている場合には、第2の
光源34が大型電子部品1Cの下面に青色光線38A
(図示せず)を照射するとともに第3の光源35Cが大
型電子部品1Cの下面に向けて拡散板46A、46Bと
ハーフミラー45を介して青色光線38E、38Fを照
射できる。この形態とすることにより実施の形態1と同
様の作用、効果を得ることができ、さらにPLCC、B
GAなどのように下面にリードならびに電極を有する大
型電子部品の下面を一様に照射することが可能となる。
る反射光像の輝度分布を表す)が示すように下面にリー
ド27を有する大型電子部品1Cのリード27を除いた
部分と背景40では青色光線38Fの反射が小さくな
り、大型電子部品1Cの下面のはんだめっきされたリー
ド27にて最も強く反射されて、ここでの輝度が高くな
るために前者と後者の輝度しきい値がとれる。
られる反射光像を鏡筒19にて反射伝送して大視野用画
像取り込みカメラ21にて取り込み、128階調の濃淡
処理を行うことにより大型電子部品1Bの側面のリード
27の外形を認識することができる。
する。
態6における青色発光ダイオード15にて形成された第
3の光源の形態、配置位置のみが異なり、それ以外は実
施の形態6の電子部品姿勢認識装置の構成と同じである
ために、異なる部分のみを図26、図27を用いて説明
し、それ以外の部分についての説明は省略する。
る大型電子部品、33は防塵用カバーガラス、34は第
2の光源(図示はしないが図18、図19と同じ)、4
5はハーフミラー、47はミラー、37はプリズム、2
0は小視野用画像取り込みカメラ、21は大視野用画像
取り込みカメラ、35Dは、ハーフミラー45の下方に
配置されている第3の光源、46Aはハーフミラー45
と第3の光源35Dの間にハーフミラー45と平行に配
置された拡散板である。
いて説明する。図27において32Aはハーフミラー4
5と平行且つ階段状に形成された発光素子固定台、15
は発光素子固定台32Aの各階段上に一列に配置して上
方に向け光線を照射できるように固定された青色発光ダ
イオードである。
子部品1Cが吸着されている場合には、第2の光源34
(図示せず)が大型電子部品1Cの下面に青色光線38
A(図示せず)を照射するとともに第3の光源35Dが
大型電子部品1Cの下面に向けて拡散板46Aとハーフ
ミラー45を介して青色光線38Fを照射できる。この
形態とすることにより実施の形態6と同様の作用、効果
を得ることができ、さらにPLCC、BGAなどのよう
に下面にリードならびに電極を有する大型電子部品1C
の下面を一様に照射することが可能となる。
する。
態7における青色発光ダイオード15にて形成された第
3の光源に供給される電流供給形態が異なり、それ以外
は実施の形態7の電子部品姿勢認識装置の構成と同じで
あるために、異なる部分のみを、図28、図29を用い
て説明し、それ以外の部分についての説明は省略する。
段の数が48A〜48Hの8段、1つの段に8個の青色
発光ダイオードが配置されたものである。
を関連させて説明する。図28において49Aは吸着ノ
ズル2に吸着保持された電子部品1に最も近距離に位置
する第1段目48Aに配置された青色発光ダイオード1
5にて構成された第1光源群、49Bは第2段目48B
にある第2光源群、49Cは第3段目48Cにある第3
光源群、以下同様に49Hは電子部品1から最も遠距離
に位置する第8段目48Hにそれぞれ配置された青色発
光ダイオード15を示し、図29は上記光源群に対応し
た回路50A〜50Hを示し、その前段には電流値の調
整用である電流制限抵抗R1〜R8を設けてある。この
抵抗値を
8A〜第8段目48Hに配置された青色発光ダイオード
15の回路1〜8すなわち50A〜50Hに流れる電流
をA1〜A8とすると
路に流れる。
発光ダイオード15より照射される光線の照度が最も小
さくなり、順次次段に下がるにつれて、青色発光ダイオ
ード15より照射される光線の照度が大きくなる。この
ようにして上記抵抗値を所要の値に設定することにより
電子部品1を照射する光線照度を電子部品1の下面にお
いてより均等にすることができる。
ム抵抗とすれば、容易に電流調整が可能となる。
発光ダイオード15を4個ずつに分けて並列接続で行っ
ているが、これは電源電圧の制限から来るもので、電源
電圧に自由度があるならば、青色発光ダイオード15を
8個直列に接続してもさしつかえない。
する。
態4〜7における第1の光源、第2の光源、第3の光源
をそれぞれ単独で切り換える切換え部を設けた点が異な
り、それ以外は実施の形態4〜7の電子部品姿勢認識装
置の構成と同じであるために、異なる部分のみを図30
を用いて説明し、それ以外の部分についての説明は省略
する。
する遮光機構11を駆動させる電圧信号を出力する出力
部A、34は電子部品1の下面に向けて青色光線を照射
する青色発光ダイオード15にて形成された第2の光
源、16は第2の光源34に供給する電圧信号をオン状
態又はオフ状態とすることにより青色光線の照射状態と
消灯状態とを切り換える電圧信号を出力する出力部B、
35は青色発光ダイオード15にて形成された第3の光
源、51はこの第3の光源35に供給する電圧信号をオ
ン状態又はオフ状態とすることにより青色光線の照射状
態と消灯状態とを切り換える電圧信号を出力する出力部
C、17は後述のCPUからの命令により出力部A1
4、出力部B16および出力部C51が出力する電圧信
号のオン状態又はオフ状態を切り換える制御を行うシー
ケンサ、18は吸着された電子部品1の種類により光源
とカメラの選択命令をシーケンサ17ならびに認識部制
御回路(図示せず)に向けて出すCPU、19は電子部
品1の陰影像又は反射光像を取り込み反射伝送する鏡
筒、20、21はこの鏡筒19にて反射伝送された陰影
像又は反射光像を取り込む画像取り込みカメラであり2
0は小視野用画像取り込みカメラ21は大視野用画像取
り込みカメラである。以上のような形態とすることによ
り小型電子部品1Aから大型電子部品1B、1Cの種々
の形態に合わせて最適な光源を選択することができる。
ならびに反射光像を利用する電子部品認識機構を使用し
て電子部品の状態ならびに姿勢検出を行う電子部品姿勢
認識装置において、電子部品を吸着保持する吸着ノズル
に取り付けた橙色の散乱体に対して電子部品に向けて照
射する青色光線がこの散乱体下面において反射が小さく
なる特性を応用して光学系を構成することにより、大型
電子部品装着前に部品認識ステーションにおいて所定の
方向より吸着ノズルを挟み込み上記大型電子部品の背景
を覆い隠す無反射シャッタ部材駆動機構ならびにそれを
開閉するに要する時間が不要となるため、各種電子部品
の高速高精度な装着を可能とする電子部品姿勢認識装置
を提供することができる。さらに、第2の光源から電子
部品までの照射距離よりも、電子部品までの照射距離が
長くなる位置に、電子部品に対して下方から青色の光線
を照射する第3の光源を設けることにより、電子部品の
下面の凹凸が大きい場合でもその下面の凹部分に青色光
線を照射できるので、より部品認識率を向上させること
ができる。
装置の構成を示す斜視図
面図ならびに底面図
識作業を示す斜視図
プが発する光線に対する反射率特性図
に得られる小型電子部品の陰影像ならびにその輝度分布
を示す概念図
外形認識作業を示す斜視図
する反射率特性を示す特性図
に得られる大型電子部品の反射光像ならびにその輝度分
布を示す概念図
態の散乱体の構成を示す側面図ならびに下面図
第2の光源の構成を示す平面図ならびに一部切欠側面図
た場合に得られる照度分布を示す概念図
第2の光源の構成を示す平面図ならびに一部切欠側面図
た場合に得られる照度分布を示す概念図
けた電子部品姿勢認識装置の構成ならびに小型電子部品
の外形認識作業を示す側面図
使用した場合に)得られる外形部に丸みを帯びた小型電
子部品の反射光像ならびにその輝度分布を示す概念図
使用した場合に)得られる外形部が水平である小型電子
部品の反射光像ならびにその輝度分布を示す概念図
の光源を併用した場合に)得られる小型電子部品の反射
光像ならびにその輝度分布を示す概念図
光像伝送経路であるプリズムと小視野用画像取り込みカ
メラの間に設けた)電子部品姿勢認識装置の構成ならび
に小型電子部品の外形認識作業を示す側面図
送経路である鏡とプリズム間に設けた)電子部品姿勢認
識装置の構成ならびに小型電子部品の外形認識作業を示
す側面図
の光源の構成を示す平面図ならびに一部切欠側面図
示す平面図ならびに一部切欠側面図
の光源を吸着保持された電子部品の下方に設けた)電子
部品姿勢認識装置の構成ならびに大型電子部品の外形認
識作業を示す側面図
を吸着保持された電子部品の下方に設けた)電子部品姿
勢認識装置の構成ならびに大型電子部品の外形認識作業
を示す側面図
の光源の構成を示す平面図ならびに側面図
の光源を併用した場合に)得られるリードを下面に持つ
大型電子部品の反射光像ならびにその輝度分布を示す概
念図
吸着保持された電子部品の下方に設けた)電子部品姿勢
認識装置の構成ならびに大型電子部品の外形認識作業を
示す側面図
の光源の構成を示す平面図ならびに側面図
る第3の光源の構成を示す平面図ならびに側面図
識装置の構成を示す斜視図
示す平面図
子部品の外形認識作業を示す側面図
子部品のリード外形認識作業を示す側面断面図
る大型電子部品の反射光像ならびにその輝度分布を示す
概念図
色光線 39 電極 40 背景 41 第1列の光源 42 第2列の光源 43 外壁 44 内壁 45 ハーフミラー 46A,46B 拡散板 47 ミラー 48A 第1段目 48B 第2段目 48C 第3段目 48D 第4段目 48E 第5段目 48F 第6段目 48G 第7段目 48H 第8段目 49A 第1光源群 49B 第2光源群 49C 第3光源群 49D 第4光源群 49E 第5光源群 49F 第6光源群 49G 第7光源群 49H 第8光源群 50A 回路1 50H 回路8 51 出力部C 52 電子部品供給部 53 吸着搬送部 54 基板位置決め部 55 供給側基板搬送部 56 排出側基板搬送部 57 基板 58 電子部品供給ユニット 59 ロータリーインデックステーブル 60 部品吸着ステーション 61 装着角度選択ステーション 62 部品認識ステーション 63 角度補正ステーション 64 部品装着ステーション 65 赤色発光ダイオード 66 無反射シャッタ部材
Claims (7)
- 【請求項1】 電子部品を吸着保持する吸着ノズルの吸
着部を除く部分に取り付けられた光を反射あるいは散乱
させる橙色の散乱体と、上記吸着ノズルに吸着保持され
た電子部品の背景となる上記散乱体に向けて光線を照射
する第1の光源と、吸着ノズルに吸着保持された電子部
品に向けて青色光線を照射する第2の光源と、上記第1
の光源と第2の光源をそれぞれ単独で操作して切り換え
る制御部と、上記吸着ノズルに吸着保持された電子部品
ならびにその保持状態を検査する電子部品認識機構とを
有し、上記第1の光源を使用する場合には上記散乱体に
照射された光線の散乱光を背景光とした陰影像を使用
し、また第2の光源を使用する場合には電子部品に照射
された光線の反射光像により、それぞれ上記吸着ノズル
に吸着保持された電子部品ならびにその保持状態を検査
する電子部品姿勢認識装置において、上記第2の光源か
ら電子部品までの照射距離よりも、電子部品までの照射
距離が長くなる位置に、電子部品に対して下方から青色
の光線を照射する第3の光源を設けたことを特徴とする
電子部品姿勢認識装置。 - 【請求項2】 電子部品認識機構をカメラで構成すると
ともに、第3の光源をカメラの視野角外に配置した請求
項1記載の電子部品姿勢認識装置。 - 【請求項3】 カメラを小視野用画像取り込みカメラと
大視野用画像取り込みカメラで構成するとともに、第3
の光源を電子部品から小視野用画像取り込みカメラまで
の光線経路の一部に設けた請求項2記載の電子部品姿勢
認識装置。 - 【請求項4】 第3の光源が吸着ノズルに保持された電
子部品の下方に配置された複数の発光素子と、この複数
の発光素子と電子部品の間に傾斜して配置されたハーフ
ミラーと、このハーフミラーと複数の発光素子の間に配
置された拡散板により構成された請求項1記載の電子部
品姿勢認識装置。 - 【請求項5】 第3の光源がハーフミラーの下面側に沿
って設けられた複数の階段上に配置された複数の発光素
子により構成された請求項4記載の電子部品姿勢認識装
置。 - 【請求項6】 第3の光源が複数の階段上にそれぞれ配
置された光源群毎に、吸着ノズルに吸着保持された電子
部品と上記光源群との距離に比例した値の電流を供給す
る調整部を設けた請求項5記載の電子部品姿勢認識装
置。 - 【請求項7】 第1、第2の光源の切換え状態に関連し
て第3の光源を切り換える切換え部を設けた請求項1〜
6のいずれか一つに記載の電子部品姿勢認識装置。
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JP30418597A JP3384304B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 電子部品姿勢認識装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP30418597A JP3384304B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 電子部品姿勢認識装置 |
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JPH11145700A JPH11145700A (ja) | 1999-05-28 |
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Family Applications (1)
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JP30418597A Expired - Fee Related JP3384304B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 電子部品姿勢認識装置 |
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-
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